电池串联和并联的性能影响.docx
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电池串联和并联的性能影响
电池串联和并联的性能影响
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组是由18节串联起来铅酸性电池组成。
在早期的混合型汽车中,用来供电的电池组,电压为148V。
比较新的车型所使用的电池组,电压高达450V至500V,大部分是镍基化学电池。
一个电压为480V的镍金属氢电池组是由400节镍金属氢电池串联而成。
有一些混合型汽车也用铅酸性电池做过试验。
42V的汽车用电池价格昂贵,而且,比起12V电池,它在开关上会产生更多的电弧。
使用高电压电池组所带来的另一个问题,就是有可能遇到电池组里的某一节电池失效的情况。
这就像一个链条,串联在一起的电池越多,出现这种情况的几率就越高。
只要一节电池有问题,它的电压就会降低。
到最后,一节“断开”的电池可能会中断电流的输送。
而要更换“坏”电池也绝非易事,因为新老电池是互不匹配的。
一般说来,新电池的容量要比老电池的高得多。
我们来看一个电池组的实例,第三节电池仅产生0.6V的电压,而不是正常的1.2V(图1)。
随着工作电压的下降,它比正常电池组更快地达到放电结束的临界点,同时,它的使用时间也急剧缩短。
一旦设备因电压过低而切断电源,其余三节仍然完好的电池就不能把所存储的电量送出来了。
这时,第三节电池还呈现很大的内阻,如果此时还带有负载,那么,将会导致整个电池链的输出电压将大幅度下降。
在一组串行电池中,一节性能差的电池,就像是一个堵住水管的塞子,会产生巨大的阻力,阻止电流流过去。
第三节电池也会短路,这将使终端的电压降低至3.6V,或者,使电池组链路断开并切断电流。
一个电池组的性能是取决于电池组里最差的那块电池的性能。
并联
为了得到更多的电量,可以把两个或者更多个电池并联起来。
除了把电池并联起来,另一个办法是使用尺寸更大的电池。
由于受到可以选用的电池的限制,这个办法并不适用于所有情况。
此外,大尺寸的电池也不适合做成专用电池所需要的外形规格。
大部分的化学电池都可以并联使用,而锂离子电池最适合并联使用。
由四节电池并联而成的电池组,电压保持为1.2V,而电流和运行时间则增大到四倍。
与电池串联相比,在电池并联电路中,高阻抗或“开路”电池的影响较小,但是,并联电池组会减少负载能力,并缩短运行时间。
这就好比一个发动机只启动了三个汽缸。
电路短路所造成的破坏会更大,这是因为,在短路时,出现故障的电池会迅速地耗尽其他电池里的电量,并引起火灾(图2)。
串并联
使用串并联这种连接方法时,在设计上很灵活,可以用标准的电池尺寸达到所需要的额定电压和电流(图3)。
应当注意:
总功率不会因为电池的不同连接方法而改变。
功率等于电压乘电流。
对锂离子电池而言,串并联的连接方法很常见。
最常用的一种电池组是18650(直径为18mm,长度为650mm)。
它带有保护电路,能够监视串联在一起的每一节电池,因此,它的最大实际电压为14.4V。
这个保护电路也可以用于监视并联在一起的每一节电池的状态。
家用电池
前面所谈到的电池串联和并联的连接方法,针对的是可充电电池组,这些电池组里的电池都是永久性地焊接在一起的。
除了把几个电池装进安装电池的电池室、串联起来之外,上面讲的那些规则也适用于家用电池。
在把几个电池串联起来使用时,必须遵照下面的基本要求:
●保持电池的连接点的洁净。
把四节电池串联起来使用时,共有八个连接点(电池到电池室的连接点,电池室到下一节电池的连接点)。
每个连接点都存在一定的电阻,如果增加连接点,有可能会影响整个电池组的性能。
●不要混用电池。
当电池的电量不足时,更换所有的电池。
在串联使用时,要用同一种类型的电池。
●不要对不可充电型电池进行充电。
对不可充电池进行充电时,会产生氢,有可能会引起爆炸。
●要注意电池的极性。
如果有一节电池的极性装反了,就会减少整串电池的电压,而不是增加电压。
●把已经完全放完电的电池从暂停使用的设备中取出。
旧电池比较容易出现泄漏和腐蚀的情况。
碱性电池相对于碳锌电池而言,问题不那么严重。
●不要把电池都放在一个盒子里,这样可能会出现短路。
电池短路会导致发热,并引发火灾。
请把废弃的电池放在小塑料袋里,与外界绝缘。
●类似于碱性电池的原电池组可以扔进普通的垃圾桶内。
但是最好是把用过了的电池送去再生循环处理。